双馈风力发电机的精确线性化解耦控制

针对基于近似线性化模型的双闭环矢量控制稳定性差、抗扰能力弱的缺点,应用多变量非线性控制理论,对并网型双馈风力发电机进行了精确线性化解耦控制研究.在建立双馈发电机空间状态方程的基础上,运用逆系统方法将双馈发电机精确线性化成有功功率和无功功率两个一阶线性子系统,并运用内模控制理论对其进行综合以提高系统的鲁棒性,提出了并网型双馈风力发电机的逆系统内模控制策略,并进行了实验验证.结果表明,该控制策略可以实现双馈发电机有功功率和无功功率的完全解耦,并具有更高的控制精确度和稳定性.     

基于PSCAD的双馈式风力发电系统柔性并网研究

双馈式风电机组已成为风电领域应用最为广泛的一种主流机型。推导了双馈电机在发电机惯例下的动态数学模型,用内模控制实现双馈电机转子电流内环和转速外环的控制,提出了基于内模控制的柔性并网运行控制策略,应用PSCAD／EMTDC建立了完备的2MW并网运行双馈式风力发电系统仿真模型,对风速突变时系统柔性并网响应特性进行了细致的仿...     

内模控制的并网型双馈电机风力发电系统

交流励磁双馈式风电系统已成为变速恒频风力发电的主流。为提高存在较大扰动时系统的性能,在推导了发电机惯例下双馈电机的动态数学模型后提出用S函数描述双馈电机的数学模型,开发了基于状态方程的双馈电机空载运行和发电运行的子系统模型,设计了用内模控制策略实现转子电流内环和转速外环的控制,并通过基于定子磁链定向的解耦控制实现了有功和无功功率的解耦,然后在Matlab/Simulink环境下建立了完备的并网运行变速恒频双馈风力发电系统模型。针对850kW系统在转速变化和大电网扰动下的响应特性进行的仿真研究结果显示,提出的双馈式风电系统模型具有较好的控制性能和较快的动态响应速度。     

双馈式风力发电系统实时数字仿真研究

为了研究大容量双馈式风力发电系统的运行控制特性,根据双馈式感应电机(doubly-fed induction generator,DFIG)动态数学模型,采用典型控制策略,分别在PSCAD/EM TDC、RTDS仿真平台下建立了4.5 M W双馈式风力发电机系统的动态模型。在此基础上,对风力发电系统在不同风速下的运行控制特性进行了仿真研究。仿真分析结果表明,所建立的大容量双馈式风力发电系统有较好的动态响应与控制特性,与理论分析相吻合。     

基于逆系统内模算法的双馈风力发电系统解耦控制

应用多变量非线性控制的逆系统方法,将双馈风力发电机这一多变量、非线性、强耦合系统精确解耦成有功和无功两个一阶线性子系统。对形成的伪线性系统,引入一种改进型内模控制结构,提高了控制系统的鲁棒稳定性和高阶无静差跟踪性能。仿真结果表明,提出的基于逆系统内模控制策略成功实现了有功、无功的解耦控制和最大风能追踪控制,系统具有更高的控制精度和稳定性。     

双馈风力发电系统终端滑模控制研究

针对双馈风力发电系统最大风能跟踪与功率解耦问题,采用非线性逆系统方法实现反馈线性化和解耦.考虑建模误差和系统参数变化等影响,利用核岭回归支持向量机(SVM)方法来辨识逆系统,并在线调整自适应参数,对解耦后的双馈发电机系统设计终端滑模控制器.分析结果表明,系统状态实现了有限时间收敛,具有较好的动态特性,且有功功率和无功功率实现了解耦控制.仿真结果验证了该方法对双馈风力发电系统控制的可行性和有效性.     

基于变结构控制的变速恒频双馈风力发电机并网控制

将矢量控制技术、逆系统方法、变结构控制技术相结合,提出了一种新的变速恒频双馈风力发电机空载并网控制策略.双馈异步发电机的数学模型在m一t坐标系下是一个非线性耦合系统.采用逆系统方法将转子电压方程线性化解耦,构造出伪线性系统;然后,设计伪线性系统的变结构控制律;利用Matlab软件搭建了变速恒频双馈风力发电系统的仿真模型,进行仿真分析.仿真结果表明,所采用的控制策略能够完成发电机平滑接入电网,并网运行效果理想,实现了定予输出有功与无功功率的独立调节.与PI控制方案相比,变结构控制方案具有更好的动态响应性能.     

基于逆系统理论的风力发电功率解耦控制

应用多变量非线性控制的逆系统控制理论,对双馈型变速风力发电系统的有功功率和无功功率进行了解耦控制.在双馈感应发电机状态方程的基础上,将其分解为有功功率和无功功率两个线性子系统,并应用该线性系统理论进行了综合.对整个风力发电系统进行了仿真研究,其结果表明,双馈型变速恒频风力发电系统不仅能够实现最大风能捕获,而且能够独立提供无功功率,这也验证了该解耦控制策略的有效性.     

双馈式风力发电系统的运行控制与建模仿真

建立包含风速、风力机、风力机机械控制部分、双馈发电机及发电机电气控制部分的双馈式风力发电系统模型。基于最佳叶尖速比（即最大风能利用率）,给出速度和桨距角控制器的控制策略。采用定子磁链定向的矢量控制技术。对双馈发电机转子进行交流励磁控制,实现发电机有功、无功功率的解耦控制。对风力发电系统的空载并网及低风速下的发电运行进行仿真．验证了双馈式风力发电系统建模和控制的正确性与有效性。     

基于变结构控制的交流励磁变速恒频风力发电机励磁控制研究

根据交流励磁变速恒频风力发电系统的特点,将矢量控制技术应用于双馈发电机励磁控制。双馈异步发电机的数学模型在m-t坐标系下,是一个非线性耦合系统。引入逆系统方法将原系统线性化解耦,构造出伪线性系统。设计伪线性系统的变结构控制律。建立双馈发电机的励磁控制仿真模型。仿真结果表明,矢量控制与变结构控制相结合的控制策略能够实现系统输出有功功率、无功功率的独立解耦控制。变结构控制与PI控制相比,具有更好的动态响应性能。     

双馈式风力发电系统的机电暂态建模与运行分析

为了准确分析双馈式风力发电系统及其在电网中的运行特性,建立了该系统的机电暂态模型。应用机理建模方法建立了风力机、机械转动装置和双馈异步发电机等双馈式风力发电系统各组件的数学模型和桨距角控制模型。基于电磁暂态模型结合机电运行特性建立了转子侧和网侧的变流器控制系统模型。在此基础上,在PSASP7.0建模系统中构建了完整的双馈式风力发电系统的UD模型。将该UD模型应用于含双馈式风力发电的单机无穷大系统中,对风速变化和电网故障等情形进行了仿真分析,结果表明所建模型能正确反映系统的机电暂态特性和运行特性。     

基于小世界网络的双馈感应风力发电系统故障传播特性研究

对双馈感应风力发电系统进行故障传播特性研究,能够找出故障传播的最高风险路径,为状态检修提供依据,从而降低双馈感应风力发电系统的综合维修成本,提高系统可靠性。为此,分析双馈感应风力发电系统的拓扑结构,引入小世界网络理论对其元部件间的故障传播关系进行建模。通过分析网络结构对故障传播的影响,确定故障传播的强度,利用优化算法求得故障传播最高风险路径,得出与实际运行情况相一致的结果。证明了该方法的有效性,为双馈感应风力发电系统的状态检修提供了重要依据。     

带储能的双馈风力发电系统控制策略

提出了一种将储能装置接入传统双馈风力发电系统背靠背变换器直流侧的新型双馈风力发电系统,通过对已有的背靠背变换器实施功率控制策略,可以有效地抑制风速随机化引起的风力发电系统并网点输出功率的波动。在分析系统构成及功能的基础上,提出了背靠背变换器相应的功率控制策略,并根据所建立的新型双馈风力发电系统的控制模型,在EMTDC/PSCAD仿真环境以及3kW双馈风力发电系统实验平台下进行了详细的研究和分析。研究结果表明,在风速波动的情况下该系统能够按照优化控制策略得到平滑的功率输出,实现风速的去随机化过程。     

变速恒频风力发电系统及其控制技术研究

为了最大限度地利用风能,风力发电系统应采用变速恒频控制策略。分析了鼠笼异步发电系统、双馈发电系统、无刷双馈发电等变速恒频风力发电系统的原理、性能及特点,通过对比各种风力发电机和各种控制方法的优缺点,对未来风力发电机和风力发电控制技术的发展趋势做了展望: 风力发电机大型化;采用变桨距和变速恒频技术;风力发电机采用直接驱动;采用智能化控制等。     

变速恒频双馈风力发电机组交流励磁控制系统研究

介绍了变速恒频双馈风力发电系统的工作原理,分析了双馈型风机的运行性能,重点对采用双PWM换流器结构的交流励磁系统进行了介绍,提出了一种矢量控制策略,对网侧和转子侧变换器采用不同的矢量控制,从而实现不同的控制目标。并通过EMTDC/PSCAD软件进行了建模仿真,仿真表明,采用介绍的控制策略,能实现风力发电系统的最大风能追踪及有功无功解耦控制,保证输出功率稳定,实现高功率因数并网运行。     

无刷双馈风力发电系统在额定风速以下的运行与控制

在讨论无刷双馈发电机数学模型和功率控制的基础上,分析了无刷双馈风力发电系统的原理与结构,重点讨论了无刷双馈发电系统在额定风速一下的运行与控制方法。运用粗调、细调相结合的方法简单而有效地实现了系统的最大风能捕获。风力发电机在并网和脱网时都需要控制使其对电网不要造成太大的冲击,据此该文讨论了柔性并网和解列过程及其相应的控制方法。     

变桨距型双馈风电机组并网控制及建模仿真

变桨距型双馈风电机组在并网过程中,转子励磁控制虽然具有良好的定子电压调节效果,但是对转子转速缺乏控制。针对该问题提出了结合变桨距系统调整转子转速,共同完成并网的方案。由于双馈发电机并网前后的控制策略不同,分析了控制系统间无扰切换的方法。采用分开建模、分时仿真的思路建立了风电机组模型,实现了风机并网全过程仿真,研究结果证明了本文所提方案的有效性。     

变速恒频双馈风力发电系统最大功率跟踪算法的比较与仿真研究

研究比较了最大风能捕获的3种算法:直接转速控制法、最佳功率一转速曲线跟踪法、爬山搜索法,从稳定性、可控性方面进行研究比较分析,并用所搭建的系统模型进行详细的仿真研究,仿真结果验证了基于最佳功率一转速曲线跟踪法的变速恒频双馈风力发电系统能够快速地进行最大功率点跟踪(MPPT),从而最大效率地利用风能.     

基于逆系统的双馈变速恒频发电机组的控制研究

传统的双馈风力发电机组(DFIG)采用矢量控制方法,但其比较依赖电机参数,一旦参数有所变化,将会影响系统控制效果。提出了一种基于逆系统的控制方法,通过逆系统理论,构造其状态方程,得到逆系统控制结构,最后建立双馈风力发电闭环控制系统。通过计算机仿真对所提出的方法进行了验证。仿真结果表明,该控制系统在变速恒频运行和发生电压跌落时,能够控制母线电压稳定,保持单位功率因数,实现有功和无功功率的解耦。证明了该控制方法用在变速恒频风力发电系统中具有较好的控制效果。